La ŝrumpa forto de iu unuolongo sur la surfaco de la likvaĵo estas nomita la surfaca tensio, kaj la unuo estas N.·m-1.
La eco de reduktado de la surfaca tensio de la solvilo nomiĝas surfaca aktiveco, kaj substanco kun ĉi tiu propraĵo nomiĝas surfacaktiva substanco.
La surfacaktiva substanco, kiu povas ligi molekulojn en akva solvaĵo kaj formi micelojn kaj aliajn asociojn, kaj havas altan surfacan aktivecon, samtempe havante la efikon de malsekigado, emulsigado, ŝaŭmado, lavado ktp., estas nomata surfaktanto.
Surfactant estas organikaj komponaĵoj kun speciala strukturo kaj posedaĵo, kiuj povas signife ŝanĝi la interfacan streĉiĝon inter du fazoj aŭ la surfacan streĉiĝon de likvaĵoj (ĝenerale akvo), kun malsekigado, ŝaŭmado, emulsigado, lavado kaj aliaj propraĵoj.
Laŭ strukturo, surfaktants havas komunan trajton en tio ke ili enhavas du grupojn de malsama naturo en siaj molekuloj.Ĉe unu fino estas longa ĉeno de nepolusa grupo, solvebla en oleo kaj nesolvebla en akvo, ankaŭ konata kiel hidrofoba grupo aŭ akvoforpuŝanta grupo.Tia akvo-repelente grupo estas ĝenerale longaj ĉenoj de hidrokarbidoj, foje ankaŭ por organika fluoro, silicio, organofosfato, organostan ĉeno, ktp Ĉe la alia fino estas akvosolvebla grupo, hidrofila grupo aŭ oleo-repelente grupo.La hidrofila grupo devas esti sufiĉe hidrofila por certigi, ke tutaj surfaktantoj estas solveblaj en akvo kaj havas la necesan solveblecon.Ĉar surfaktantoj enhavas hidrofilajn kaj hidrofobajn grupojn, ili povas esti solveblaj en almenaŭ unu el la likvaj fazoj.Ĉi tiu hidrofila kaj lipofila eco de surfaktanto estas nomita amfifileco.
Surfaktanto estas speco de amfifilaj molekuloj kun kaj hidrofobaj kaj hidrofilaj grupoj.Hidrofobaj grupoj de surfaktantoj estas ĝenerale kunmetitaj de longĉenaj hidrokarbidoj, kiel rektaĉena alkil C8~C20, branĉita ĉena alkil C8~C20, alkilfenilo (alkilkarbona nombro estas 8~16) kaj similaj.La diferenco kiu estas malgranda inter hidrofobaj grupoj estas plejparte en la strukturaj ŝanĝoj de hidrokarbidĉenoj.Kaj la specoj de hidrofilaj grupoj estas pli, do la propraĵoj de surfaktants estas ĉefe rilataj al hidrofilaj grupoj krom la grandeco kaj formo de hidrofobaj grupoj.La strukturaj ŝanĝoj de hidrofilaj grupoj estas pli grandaj ol tiuj de hidrofobaj grupoj, do la klasifiko de surfaktantoj estas ĝenerale bazita sur la strukturo de hidrofilaj grupoj.Ĉi tiu klasifiko baziĝas sur ĉu la hidrofila grupo estas jona aŭ ne, kaj ĝi estas dividita en anjona, katjona, nejona, zwitteriona kaj aliaj specialaj specoj de surfaktantoj.
① Adsorbado de surfaktantoj ĉe la interfaco
Surfaktantmolekuloj estas amfifilaj molekuloj havantaj kaj lipofilajn kaj hidrofilajn grupojn.Kiam la surfaktanto estas solvita en akvo, ĝia hidrofila grupo estas altirita al akvo kaj solvas en akvo, dum ĝia lipofila grupo estas forpuŝita per akvo kaj forlasas akvon, rezultigante la adsorbadon de surfaktantmolekuloj (aŭ jonoj) sur la interfaco de la du fazoj. , kiu reduktas la interfacan streĉitecon inter la du fazoj.Ju pli da surfaktantmolekuloj (aŭ jonoj) estas adsorbitaj ĉe la interfaco, des pli granda la redukto en intervizaĝa streĉiteco.
② Iuj propraĵoj de adsorba membrano
Surfaca premo de adsorba membrano: surfaktant-adsorbado ĉe la gas-likva interfaco por formi adsorban membranon, kiel meti senfrikcian forpreneblan ŝveban folion sur la interfacon, la ŝveba folio puŝas la adsorban membranon laŭ la solvsurfaco, kaj la membrano generas premon. sur la flosanta folio, kiu nomiĝas surfaca premo.
Surfaca viskozeco: Kiel surfaca premo, surfaca viskozeco estas posedaĵo elmontrita de nesolvebla molekula membrano.Pendite per fajna metala drato platena ringo, tiel ke ĝia ebeno kontaktas la akvosurfacon de la tanko, turnu la platenan ringon, la platenan ringon per la viskozeco de la akvo malhelpo, la amplekso iom post iom kadukiĝas, laŭ kiu la surfaca viskozeco povas esti. mezurita.La metodo estas: unue, la eksperimento estas farita sur la pura akvosurfaco por mezuri la ampleksan disfalon, kaj tiam la kadukiĝo post la formado de la surfaca membrano estas mezurita, kaj la viskozeco de la surfaca membrano estas derivita de la diferenco inter la du. .
La surfacviskozeco estas proksime rilatita al la solideco de la surfaca membrano, kaj ĉar la adsorba membrano havas surfacan premon kaj viskozecon, ĝi devas havi elastecon.Ju pli alta la surfaca premo kaj des pli alta la viskozeco de la adsorbita membrano, des pli alta estas ĝia elasta modulo.La elasta modulo de la surfaca adsorba membrano estas grava en la procezo de vezikstabiligo.
③ Formado de miceloj
Diluitaj solvaĵoj de surfaktantoj obeas la leĝojn sekvitajn de idealaj solvaĵoj.La kvanto de surfaktant adsorbita sur la surfaco de la solvo pliiĝas kun la koncentriĝo de la solvaĵo, kaj kiam la koncentriĝo atingas aŭ superas certan valoron, la kvanto de adsorbado ne plu pliiĝas, kaj ĉi tiuj troaj surfaktantmolekuloj estas en la solvaĵo hazarde. maniero aŭ laŭ iu regula maniero.Kaj praktiko kaj teorio montras, ke ili formas asociojn en solvo, kaj ĉi tiuj asocioj estas nomitaj miceloj.
Critical Micelle Concentration (CMC): La minimuma koncentriĝo ĉe kiu surfaktantoj formas miĉelojn en solvaĵo estas nomita la kritika micela koncentriĝo.
④ CMC-valoroj de komunaj surfactants.
HLB estas la mallongigo de hidrofila lipofila ekvilibro, kiu indikas la hidrofilan kaj lipofilan ekvilibron de la hidrofila kaj lipofila grupoj de la surfaktant, t.e., la HLB-valoro de la surfaktanto.Granda HLB-valoro indikas molekulon kun forta hidrofileco kaj malforta lipofileco;male, forta lipofileco kaj malforta hidrofileco.
① Provizoj de HLB-valoro
La HLB-valoro estas relativa valoro, do kiam la HLB-valoro estas evoluinta, kiel normo, la HLB-valoro de parafina vakso, kiu ne havas hidrofilajn trajtojn, estas precizigita por esti 0, dum la HLB-valoro de natria dodecilsulfato, kiu estas pli hidrosolvebla, estas 40. Tial, la HLB-valoro de surfaktants estas ĝenerale ene de la intervalo de 1 ĝis 40. Ĝenerale, emulsiiloj kun HLB-valoroj malpli ol 10 estas lipofilaj, dum tiuj pli grandaj ol 10 estas hidrofilaj.Tiel, la turnopunkto de lipofila al hidrofila estas proksimume 10.
Surbaze de la HLB-valoroj de surfaktantoj, ĝenerala ideo pri iliaj eblaj uzoj povas esti akirita, kiel montrite en Tabelo 1-3.
Du reciproke nesolveblaj likvaĵoj, unu disigita en la alia kiel partikloj (gutetoj aŭ likvaj kristaloj) formas sistemon nomitan emulsio.Ĉi tiu sistemo estas termodinamike malstabila pro la pliiĝo en la limregiono de la du likvaĵoj kiam la emulsio estas formita.Por stabiligi la emulsion, necesas aldoni trian komponanton - emulsigilon por redukti la interfacan energion de la sistemo.Emulsigilo apartenas al surfactant, ĝia ĉefa funkcio estas ludi la rolon de emulsio.La fazo de la emulsio kiu ekzistas kiel gutetoj estas nomita la disigita fazo (aŭ interna fazo, malkontinua fazo), kaj la alia fazo kiu estas ligita kune estas nomita la dispersmedio (aŭ ekstera fazo, kontinua fazo).
① Emulsiiloj kaj emulsioj
Oftaj emulsioj, unu fazo estas akvo aŭ akva solvaĵo, la alia fazo estas organikaj substancoj ne mikseblaj kun akvo, kiel graso, vakso, ktp. La emulsio formita de akvo kaj oleo povas esti dividita en du tipojn laŭ ilia disvastiĝo: oleo. disigita en akvo por formi oleo-en-akva emulsion, esprimita kiel O/W (oleo/akvo): akvo disigita en oleo por formi oleo-en-akva tipemulsion, esprimita kiel W/O (akvo/oleo).Kompleksaj akvo-en-oleo-en-akvo W/O/W-speco kaj oleo-en-akvo-en-oleo O/W/O-speco multi-emulsioj ankaŭ povas esti formitaj.
Emulsiiloj kutimas stabiligi emulsiojn reduktante intervizaĝan streĉiĝon kaj formante unu-molekulan intervizaĝan membranon.
En la emulsigo de la postuloj de emulsigilo:
a: La emulsigilo devas povi adsorbi aŭ riĉigi la interfacon inter la du fazoj, tiel ke la intervizaĝa streĉiĝo estas reduktita;
b: La emulsigilo devas doni la partiklojn al la ŝargo, tiel ke elektrostatika repuŝo inter la partikloj, aŭ formas stabilan, tre viskozan protektan membranon ĉirkaŭ la partikloj.
Tial, la substanco uzata kiel emulsigilo devas havi amfifilajn grupojn por emulsii, kaj surfaktantoj povas plenumi ĉi tiun postulon.
② Preparaj metodoj de emulsioj kaj faktoroj influantaj la stabilecon de emulsioj
Estas du manieroj prepari emulsiojn: unu estas uzi la mekanikan metodon por disvastigi la likvaĵon en etaj partikloj en alia likvaĵo, kiu estas plejparte uzata en industrio por prepari emulsiojn;la alia estas solvi la likvaĵon en molekula stato en alia likvaĵo, kaj tiam fari ĝin kolekti ĝuste por formi emulsiojn.
La stabileco de emulsio estas la kapablo al kontraŭpartikla agregado kiu kondukas al faza apartigo.Emulsioj estas termodinamike malstabilaj sistemoj kun granda libera energio.Tial, la tielnomita stabileco de emulsio estas fakte la tempo bezonata por la sistemo por atingi ekvilibron, t.e. la tempo bezonata por apartigo de unu el la likvaĵoj en la sistemo por okazi.
Kiam la interfaca membrano kun grasaj alkoholoj, grasaj acidoj kaj grasaj aminoj kaj aliaj polusaj organikaj molekuloj, membrano forto signife pli alta.Ĉi tio estas ĉar, en la interfacial adsorción tavolo de emulsificador molekuloj kaj alkoholoj, acidoj kaj aminoj kaj aliaj polusaj molekuloj por formi "komplekso", tiel ke la interfacial membrano forto pliiĝis.
Emulsiiloj konsistantaj el pli ol du surfaktantoj estas nomitaj miksitaj emulsiiloj.Miksa emulsigilo adsorbita ĉe la akvo/olea interfaco;intermolekula ago povas formi kompleksojn.Pro la forta intermolekula ago, la interfacia streĉiĝo estas signife reduktita, la kvanto de emulsigilo adsorbita ĉe la interfaco estas signife pliigita, la formado de intervizaĝa membran denseco pliiĝas, la forto pliiĝas.
La ŝarĝo de la likvaj bidoj havas gravan efikon sur la stabileco de la emulsio.Stabilaj emulsioj, kies likvaj bidoj estas ĝenerale ŝargitaj.Kiam jona emulsigilo estas uzata, la emulsiga jono adsorbita ĉe la interfaco havas sian lipofilan grupon enigitan en la oleofazon kaj la hidrofila grupo estas en la akvofazo, tiel igante la likvajn bidojn ŝargitajn.Kiel la emulsio bidoj kun la sama ŝargo, ili forpuŝas unu la alian, ne facile aglomerado, tiel ke la stabileco estas pliigita.Oni povas vidi, ke ju pli da emulsig-jonoj adsorbitaj sur la bidoj, des pli granda la ŝargo, des pli granda la kapablo malhelpi la bidojn de aglomerado, des pli stabila la emulsia sistemo.
La viskozeco de la emulsia dispersa medio havas certan influon sur la stabileco de la emulsio.Ĝenerale, ju pli alta la viskozeco de la dispersmedio, des pli alta la stabileco de la emulsio.Ĉi tio estas ĉar la viskozeco de la disvastmedio estas granda, kio havas fortan efikon al la Browniana moviĝo de la likvaj bidoj kaj bremsas la kolizion inter la likvaj bidoj, tiel ke la sistemo restas stabila.Kutime, la polimeraj substancoj, kiuj povas esti solvitaj en emulsioj, povas pliigi la viskozecon de la sistemo kaj fari la stabilecon de emulsioj pli alta.Krome, polimeroj ankaŭ povas formi fortan interfacan membranon, farante la emulsion sistemon pli stabila.
En iuj kazoj, la aldono de solida pulvoro ankaŭ povas fari la emulsion tendencas stabiligi.Solida pulvoro estas en la akvo, oleo aŭ interfaco, depende de la oleo, akvo sur la malsekiga kapablo de la solida pulvoro, se la solida pulvoro ne estas tute malseka kun akvo, sed ankaŭ malseka per oleo, restos sur la akvo kaj oleo. interfaco.
La solida pulvoro ne igas la emulsion stabila ĉar la pulvoro kolektita ĉe la interfaco plibonigas la intervizaĝan membranon, kiu similas al la intervizaĝa adsorbado de emulsiaj molekuloj, do ju pli proksime la solida pulvora materialo estas aranĝita ĉe la interfaco, des pli stabila la emulsio estas.
Surfaktantoj havas la kapablon signife pliigi la solveblecon de nesolveblaj aŭ iomete hidrosolveblaj organikaj substancoj post formado de miĉeloj en akva solvaĵo, kaj la solvo estas travidebla ĉe ĉi tiu tempo.Tiu efiko de la micela estas nomita solviĝo.La surfaktanto kiu povas produkti solviĝon estas nomita solvigilo, kaj la organika materio kiu estas solvigita estas nomita solvigita materio.
Ŝaŭmo ludas gravan rolon en la lava procezo.Ŝaŭmo estas disvastsistemo en kiu gaso estas disigita en likvaĵo aŭ solido, kun la gaso kiel la disigita fazo kaj la likvaĵo aŭ solido kiel la disvastmedio, la unua nomiĝas likva ŝaŭmo, dum la lasta nomiĝas solida ŝaŭmo, tia. kiel ŝaŭmigita plasto, ŝaŭmigita vitro, ŝaŭmigita cemento ktp.
(1) Formado de ŝaŭmo
Per ŝaŭmo ni celas ĉi tie aro da aervezikoj apartigitaj per likva membrano.Ĉi tiu speco de veziko ĉiam pliiĝas rapide al la likva surfaco pro la granda diferenco en denseco inter la disvastigita fazo (gaso) kaj la disvastmedio (likvaĵo), kombinita kun la malalta viskozeco de la likvaĵo.
La procezo de formado de veziko estas alporti grandan kvanton da gaso en la likvaĵon, kaj la vezikoj en la likvaĵo rapide revenas al la surfaco, formante entuton de vezikoj apartigitaj de malgranda kvanto de likva gaso.
Ŝaŭmo havas du signifajn trajtojn laŭ morfologio: unu estas, ke la vezikoj kiel disigita fazo estas ofte pluredraj laŭ formo, tio estas ĉar ĉe la intersekciĝo de la vezikoj, ekzistas tendenco por la likva filmo maldikiĝi tiel ke la vezikoj fariĝas. pluredra, kiam la likva filmo maldensiĝas certagrade, ĝi kondukas al rompo de veziko;la dua estas, ke puraj likvaĵoj ne povas formi stabilan ŝaŭmon, la likvaĵo, kiu povas formi ŝaŭmon, estas almenaŭ du aŭ pli da komponantoj.Akvaj solvaĵoj de surfaktantoj estas karakterizaj por sistemoj kiuj estas emaj al ŝaŭmgeneracio, kaj ilia kapablo generi ŝaŭmon ankaŭ rilatas al aliaj trajtoj.
Surfaktantoj kun bona ŝaŭma potenco estas nomitaj ŝaŭmaj agentoj.Kvankam la ŝaŭma agento havas bonan ŝaŭman kapablon, sed la ŝaŭmo formita eble ne povas konservi longan tempon, tio estas, ĝia stabileco ne estas nepre bona.Por konservi la stabilecon de la ŝaŭmo, ofte en la ŝaŭma agento aldoni substancojn kiuj povas pliigi la stabilecon de la ŝaŭmo, la substanco estas nomita ŝaŭmo stabiligilo, ofte uzata stabiligilo estas lauryl dietanolamino kaj dodecyl dimethylamine rusto.
(2) Stabileco de la ŝaŭmo
Ŝaŭmo estas termodinamike malstabila sistemo kaj la fina tendenco estas ke la totala surfacareo de la likvaĵo ene de la sistemo malpliiĝas post kiam la veziko estas rompita kaj la libera energio malpliiĝas.La senŝaŭma procezo estas la procezo per kiu la likva membrano apartiganta la gason iĝas pli dika kaj pli maldika ĝis ĝi krevas.Tial, la grado de stabileco de la ŝaŭmo estas ĉefe determinita de la rapideco de likva malŝarĝo kaj la forto de la likva filmo.La sekvaj faktoroj ankaŭ influas ĉi tion.
(3) Ŝaŭmo-detruo
La baza principo de ŝaŭmo-detruo estas ŝanĝi la kondiĉojn kiuj produktas la ŝaŭmon aŭ forigi la stabiligajn faktorojn de la ŝaŭmo, tiel ekzistas kaj fizikaj kaj kemiaj metodoj de senŝaŭmado.
Fizika senŝaŭmado signifas ŝanĝi la kondiĉojn de ŝaŭma produktado dum konservado de la kemia komponado de la ŝaŭma solvo, kiel eksteraj perturboj, ŝanĝoj en temperaturo aŭ premo kaj ultrasona traktado estas ĉiuj efikaj fizikaj metodoj por forigi ŝaŭmon.
La kemia senŝaŭma metodo estas aldoni iujn substancojn por interagi kun la ŝaŭma agento por redukti la forton de la likva filmo en la ŝaŭmo kaj tiel redukti la stabilecon de la ŝaŭmo por atingi la celon de senŝaŭmado, tiaj substancoj estas nomitaj senŝaŭmigi.La plej multaj el la senŝaŭmigiloj estas surfaktantoj.Sekve, laŭ la mekanismo de senŝaŭmado, senŝaŭmigilo devas havi fortan kapablon redukti surfacan streĉiĝon, facile adsorbi sur la surfaco, kaj la interago inter la surfacaj adsorbaj molekuloj estas malforta, adsorbaj molekuloj aranĝitaj en pli malfiksa strukturo.
Estas diversaj specoj de senŝaŭmiloj, sed esence, ili ĉiuj estas ne-jonaj surfaktantoj.Ne-jonaj surfaktantoj havas kontraŭŝaŭmajn trajtojn proksime de aŭ super sia nubpunkto kaj ofte estas utiligitaj kiel senŝaŭmaj.Alkoholoj, precipe alkoholoj kun disbranĉa strukturo, grasacidoj kaj grasacidaj esteroj, poliamidoj, fosfataj esteroj, silikonaj oleoj ktp. estas ankaŭ ofte uzataj kiel bonegaj senŝaŭmigiloj.
(4) Ŝaŭmo kaj lavado
Ne ekzistas rekta ligo inter ŝaŭmo kaj lava efikeco kaj la kvanto de ŝaŭmo ne indikas la efikecon de la lavado.Ekzemple, nejonaj surfaktantoj havas multe malpli da ŝaŭmaj trajtoj ol sapoj, sed ilia senpoluigo estas multe pli bona ol sapoj.
En iuj kazoj, ŝaŭmo povas esti helpema por forigi malpuraĵon kaj malpuraĵon.Ekzemple, kiam oni lavas telerojn en la hejmo, la ŝaŭmo de la lesivo kaptas la oleajn gutetojn kaj dum frotado de tapiŝoj, la ŝaŭmo helpas preni polvon, pulvoron kaj alian solidan malpuraĵon.Krome, ŝaŭmo foje povas esti uzata kiel indiko de la efikeco de lesivo.Ĉar grasaj oleoj havas inhibician efikon sur la ŝaŭmo de la lesivo, kiam estas tro da oleo kaj tro malmulte da lesivo, neniu ŝaŭmo estos generita aŭ la origina ŝaŭmo malaperos.Ŝaŭmo ankaŭ foje povas esti utiligita kiel indikilo de la pureco de lavado, ĉar la kvanto de ŝaŭmo en la lavsolvo tendencas malpliiĝi kun la redukto de lesivo, tiel ke la kvanto de ŝaŭmo povas esti uzita por taksi la gradon de lavado.
En larĝa signifo, lavado estas la procezo forigi nedeziratajn komponantojn de la lavota objekto kaj atingi iun celon.Lavado en la kutima signifo rilatas al la procezo forigi malpuraĵon de la surfaco de la portanto.En lavado, la interago inter la malpuraĵo kaj la portanto estas malfortigita aŭ forigita per la ago de iuj kemiaj substancoj (ekz., lesivo, ktp.), tiel ke la kombinaĵo de malpuraĵo kaj portanto estas ŝanĝita en la kombinaĵon de malpuraĵo kaj lesivo, kaj fine la malpuraĵo estas apartigita de la portanto.Ĉar la objektoj lavotaj kaj la forigota malpuraĵo estas diversaj, lavado estas tre kompleksa procezo kaj la baza procezo de lavado povas esti esprimita en la sekvaj simplaj rilatoj.
Carrie··Dirt + Detergent= Portilo + Malpuraĵo·Detergent
La lava procezo kutime povas esti dividita en du etapoj: unue, sub la ago de la lesivo, la malpuraĵo estas apartigita de sia portanto;due, la dekroĉita malpuraĵo estas disigita kaj suspendita en la medio.La lavprocezo estas reigebla procezo kaj la malpuraĵo disigita kaj suspendita en la medio ankaŭ povas esti re-precipitita de la medio ĝis la objekto estanta lavita.Tial bona lesivo devus havi la kapablon disvastigi kaj suspendi malpuraĵon kaj malhelpi redeponon de malpuraĵo, krom la kapablo forigi malpuraĵon de la portanto.
(1) Tipoj de malpuraĵo
Eĉ por la sama objekto, la tipo, komponado kaj kvanto de malpuraĵo povas varii laŭ la medio en kiu ĝi estas uzata.Oleo-korpa malpuraĵo estas ĉefe iuj bestaj kaj vegetalaj oleoj kaj mineralaj oleoj (kiel kruda petrolo, mazuto, karba gudro, ktp.), solida malpuraĵo estas ĉefe fulgo, cindro, rusto, karbonigro ktp. Koncerne vestan malpuraĵon, estas malpuraĵo de la homa korpo, kiel ŝvito, sebumo, sango ktp.;malpuraĵo de manĝaĵo, kiel fruktomakuloj, kuiroleomakuloj, condimentmakuloj, amelo ktp.;malpuraĵo de kosmetikaĵoj, kiel lipruĝo, najlo, ktp.;malpuraĵo el la atmosfero, kiel fulgo, polvo, koto, ktp.;aliaj, kiel inko, teo, tegaĵo, ktp. Ĝi venas en diversaj tipoj.
La diversaj specoj de malpuraĵo kutime povas esti dividitaj en tri ĉefajn kategoriojn: solida malpuraĵo, likva malpuraĵo kaj speciala malpuraĵo.
① Solida malpuraĵo
Ofta solida malpuraĵo inkluzivas partiklojn de cindro, koto, tero, rusto kaj karbonigro.La plej multaj el tiuj partikloj havas elektran ŝargon sur sia surfaco, la plej multaj el ili estas negative ŝargitaj kaj povas esti facile adsorbitaj sur fibraj eroj.Solida malpuraĵo estas ĝenerale malfacile dissolvebla en akvo, sed povas esti disigita kaj suspendita per lesivsolvoj.Solida malpuraĵo kun pli malgranda masa punkto estas pli malfacile forigi.
② Likva malpuraĵo
Likva malpuraĵo estas plejparte olesolvebla, inkluzive de plantaj kaj bestaj oleoj, grasacidoj, grasaj alkoholoj, mineralaj oleoj kaj iliaj oksidoj.Inter ili, plantaj kaj bestaj oleoj, grasacidoj kaj alkala saponiĝo povas okazi, dum grasaj alkoholoj, mineralaj oleoj ne estas saponigitaj per alkalo, sed povas esti solveblaj en alkoholoj, eteroj kaj hidrokarbonaj organikaj solviloj, kaj detergenta akvosolvaĵo emulsiĝo kaj disvastigo.Olesolvebla likva malpuraĵo ĝenerale havas fortan forton kun fibraj eroj, kaj estas pli firme adsorbita sur fibroj.
③ Speciala malpuraĵo
Speciala malpuraĵo inkluzivas proteinojn, amelon, sangon, homajn sekreciojn kiel ŝviton, sebumon, urinon kaj fruktosukon kaj tesukon.Plejparto de ĉi tiu tipo de malpuraĵo povas esti kemie kaj forte adsorbita sur fibraj eroj.Tial estas malfacile lavi.
La diversaj specoj de malpuraĵo malofte estas trovitaj sole, sed ofte estas miksitaj kune kaj adsorbitaj sur la objekto.Malpuraĵo foje povas esti oksigenita, malkomponita aŭ kadukiĝita sub eksteraj influoj, tiel kreante novan malpuraĵon.
(2) Adhero de malpuraĵo
Vestaĵoj, manoj ktp povas esti makulitaj ĉar ekzistas ia interagado inter la objekto kaj la malpuraĵo.Malpuraĵo aliĝas al objektoj en diversaj manieroj, sed estas ne pli ol fizikaj kaj kemiaj adheraĵoj.
①La aliĝo de fulgo, polvo, koto, sablo kaj lignokarbo al vestaĵoj estas fizika aliĝo.Ĝenerale, per ĉi tiu aliĝo de malpuraĵo, kaj la rolo inter la makulita objekto estas relative malforta, la forigo de malpuraĵo ankaŭ estas relative facila.Laŭ la malsamaj fortoj, la fizika adhero de malpuraĵo povas esti dividita en mekanikan adheron kaj elektrostatikan adheron.
A: Mekanika aliĝo
Ĉi tiu tipo de adhero ĉefe rilatas al la adhero de iu solida malpuraĵo (ekz., polvo, koto kaj sablo).Mekanika aliĝo estas unu el la pli malfortaj formoj de adhero de malpuraĵo kaj povas esti forigita preskaŭ per pure mekanikaj rimedoj, sed kiam la malpuraĵo estas malgranda (<0.1um), ĝi estas pli malfacile forigi.
B: Elektrostatika aliĝo
Elektrostatika adhero estas ĉefe manifestita en la ago de ŝarĝitaj malpuraĵeroj sur kontraŭe ŝargitaj objektoj.La plej multaj fibrecaj objektoj estas negative ŝargitaj en akvo kaj povas facile esti adheritaj per certa pozitive ŝargita malpuraĵo, kiel ekzemple kalkspecoj.Iu malpuraĵo, kvankam negative ŝargita, kiel ekzemple karbonigraj partikloj en akvaj solvaĵoj, povas aliĝi al fibroj tra jonaj pontoj (jonoj inter multoblaj kontraŭe ŝargitaj objektoj, agante kune kun ili en pont-simila maniero) formitaj de pozitivaj jonoj en akvo (ekz. , Ca2+， Mg2+ ktp.).
Elektrostatika ago estas pli forta ol simpla mekanika ago, igante malpuraĵforigon relative malfacila.
② Kemia aliĝo
Kemia adhero rilatas al la fenomeno de malpuraĵo aganta sur objekto per kemiaj aŭ hidrogenaj ligoj.Ekzemple, polusa solida malpuraĵo, proteino, rusto kaj aliaj adhesion sur fibraj eroj, fibroj enhavas karboksilo, hidroksilo, amido kaj aliaj grupoj, ĉi tiuj grupoj kaj olea malpuraĵo grasacidoj, grasaj alkoholoj estas facile formi hidrogenajn ligojn.La kemiaj fortoj estas ĝenerale fortaj kaj la malpuraĵo estas do pli firme ligita al la objekto.Ĉi tiu tipo de malpuraĵo estas malfacile forigi per la kutimaj metodoj kaj postulas specialajn metodojn por trakti ĝin.
La grado de adhero de malpuraĵo rilatas al la naturo de la malpuraĵo mem kaj la naturo de la objekto al kiu ĝi estas aligita.Ĝenerale, partikloj facile aliĝas al fibrecaj eroj.Ju pli malgranda estas la teksturo de la solida malpuraĵo, des pli forta estas la aliĝo.Polusa malpuraĵo sur hidrofilaj objektoj kiel kotono kaj vitro aliĝas pli forte ol nepolusa malpuraĵo.Nepolusa malpuraĵo aliĝas pli forte ol polusa malpuraĵo, kiel polusaj grasoj, polvo kaj argilo, kaj estas malpli facile forigi kaj purigi.
(3) Mekanismo por forigo de malpuraĵo
La celo de lavado estas forigi malpuraĵon.En medio de certa temperaturo (ĉefe akvo).Uzante la diversajn fizikajn kaj kemiajn efikojn de la lesivo por malfortigi aŭ forigi la efikon de malpuraĵo kaj lavitaj objektoj, sub la ago de iuj mekanikaj fortoj (kiel manfrotado, lavmaŝino agitiĝo, akva efiko), tiel ke la malpuraĵo kaj lavitaj objektoj de la celo de senpoluigo.
① Mekanismo de forigo de likva malpuraĵo
A: Malsekigado
Likva malpuraĵo estas plejparte ole-bazita.Oleaj makuloj malsekigas la plej multajn fibrojn kaj disvastiĝas pli-malpli kiel oleofilmo sur la surfaco de la fibreca materialo.La unua paŝo en la lava ago estas la malsekigado de la surfaco per la lavlikvaĵo.Por ilustraĵo, la surfaco de fibro povas esti opiniita kiel glata solida surfaco.
B: Oleo-malligo - kurbiga mekanismo
La dua paŝo en la lava ago estas la forigo de oleo kaj graso, la forigo de likva malpuraĵo estas atingita per speco de volvaĵo.La likva malpuraĵo origine ekzistis sur la surfaco en formo de disvastigita oleofilmo, kaj sub la preferata malsekiga efiko de la lavlikvaĵo sur la solida surfaco (t.e., la fibrosurfaco), ĝi kurbiĝis en oleajn bidojn paŝo post paŝo, kiu estis anstataŭigitaj per la lavlikvaĵo kaj poste lasis la surfacon sub certaj eksteraj fortoj.
② Mekanismo de forigo de solida malpuraĵo
La forigo de likva malpuraĵo estas ĉefe per la prefera malsekigado de la malpura portanto per la lavsolvo, dum la foriga mekanismo por solida malpuraĵo estas malsama, kie la lava procezo temas ĉefe pri la malsekigado de la malpura maso kaj ĝia portanta surfaco per la lavado. solvo.Pro la adsorbado de surfaktantoj sur la solida malpuraĵo kaj ĝia portanta surfaco, la interago inter la malpuraĵo kaj la surfaco estas reduktita kaj la adheroforto de la malpura maso sur la surfaco estas reduktita, tiel la malpura maso estas facile forigita de la surfaco de. la portanto.
Krome, la adsorbado de surfaktants, precipe jonaj surfaktants, sur la surfaco de la solida malpuraĵo kaj ĝia portanto havas la eblon pliigi la surfacpotencialon sur la surfaco de la solida malpuraĵo kaj ĝia portanto, kio estas pli favora al la forigo de la. malpuraĵo.Solidaj aŭ ĝenerale fibrecaj surfacoj estas kutime negative ŝargitaj en akva amaskomunikilaro kaj povas tial formi difuzajn duoblajn elektronikajn tavolojn sur malpuraĵmasoj aŭ solidaj surfacoj.Pro la forpuŝo de homogenaj ŝargoj, la adhero de malpuraĵeroj en la akvo al la solida surfaco estas malfortigita.Kiam anjona surfaktanto estas aldonita, ĉar ĝi povas samtempe pliigi la negativan surfacan potencialon de la malpuraĵpartiklo kaj la solida surfaco, la forpuŝo inter ili estas pli plibonigita, la adherforto de la partiklo estas pli reduktita, kaj la malpuraĵo estas pli facile forigebla. .
Ne-jonaj surfaktants estas adsorbitaj sur ĝenerale ŝarĝitaj solidaj surfacoj kaj kvankam ili ne signife ŝanĝas la intervizaĝan potencialon, la adsorbitaj ne-jonaj surfaktants tendencas formi certan dikecon de adsorbita tavolo sur la surfaco kiu helpas malhelpi redemetadon de malpuraĵo.
En la kazo de katjonaj surfaktants, ilia adsorbado reduktas aŭ forigas la negativan surfacpotencialon de la malpura maso kaj ĝia portanta surfaco, kiu reduktas la forpuŝon inter la malpuraĵo kaj la surfaco kaj tial ne estas favora al malpura forigo;krome, post adsorbado sur la solida surfaco, katjonaj surfaktantoj tendencas turni la solidan surfacon hidrofoba kaj tial ne estas favoraj al surfaca malsekigado kaj tial lavado.
③ Forigo de specialaj grundoj
Proteino, amelo, homaj sekrecioj, fruktosuko, tesuko kaj aliaj tiaj malpuraĵoj estas malfacile forigeblaj per normalaj surfaktantoj kaj postulas specialan traktadon.
Proteinaj makuloj kiel kremo, ovoj, sango, lakto kaj haŭtaj ekskrementoj tendencas koaguliĝi sur la fibroj kaj degenero kaj akiri pli fortan aliĝon.Proteina malpuraĵo povas esti forigita per uzado de proteazoj.La enzimproteazo malkonstruas la proteinojn en la malpuraĵo en hidrosolveblajn aminoacidojn aŭ oligopeptidojn.
Amelo-makuloj ĉefe devenas de nutraĵoj, aliaj kiel saŭco, gluo ktp. Amilazo havas katalizan efikon sur la hidrolizo de amelo-makuloj, igante amelon disrompiĝi en sukerojn.
Lipazo katalizas la putriĝon de trigliceridoj, kiuj malfacilas forigi per normalaj metodoj, kiel ekzemple sebumo kaj manĝeblaj oleoj, kaj malkonstruas ilin en solveblan glicerolon kaj grasacidojn.
Kelkaj koloraj makuloj de fruktosukoj, tesukoj, inkoj, lipruĝo ktp. ofte malfacilas ĝisfunde purigi eĉ post ripeta lavado.Tiuj makuloj povas esti forigitaj per redox-reakcio kun oksigena aŭ reduktanta agento kiel ekzemple blanko, kiu detruas la strukturon de la kolor-generaj aŭ kolor-helpaj grupoj kaj degradas ilin en pli malgrandajn hidrosolveblajn komponentojn.
（4）Mekanismo por forigo de makuloj de seka purigado
Ĉi-supra estas fakte por akvo kiel la rimedo de lavado.Fakte, pro la malsamaj specoj de vestaĵoj kaj strukturo, iuj vestaĵoj uzantaj akvolavadon ne estas oportunaj aŭ ne facile purigeblas, iuj vestaĵoj post lavado kaj eĉ deformado, velkado ktp., ekzemple: plej naturaj fibroj sorbas akvon kaj facile ŝvelebla, kaj seka kaj facile ŝrumpebla, do post lavado estos misformita;per lavado de lano produktoj ankaŭ ofte aperas ŝrumpa fenomeno, iuj lana produktoj kun akvo lavado estas ankaŭ facile pilling, koloro ŝanĝo;Iuj silkaj manosento plimalboniĝas post lavado kaj perdas sian brilon.Por ĉi tiuj vestaĵoj ofte uzas la sekpuran metodon por senpoluri.La tielnomita seka purigado ĝenerale rilatas al la lava metodo en organikaj solviloj, precipe en nepolusaj solviloj.
Seka purigado estas pli milda formo de lavado ol akvolavado.Ĉar seka purigado ne postulas multan mekanikan agadon, ĝi ne kaŭzas damaĝon, sulkon kaj deformadon al vestaĵoj, dum sekaj purigadoj, male al akvo, malofte produktas ekspansion kaj kuntiriĝon.Dum la teknologio estas konvene pritraktata, la vestaĵoj povas esti sekpurigitaj sen misprezento, kolormalfortiĝo kaj plilongigita servodaŭro.
Koncerne al seka purigado, ekzistas tri larĝaj specoj de malpuraĵo.
①Olesolvebla malpuraĵo Olesolvebla malpuraĵo inkluzivas ĉiujn specojn de oleo kaj graso, kiu estas likva aŭ grasa kaj povas esti solvita en sekaj purigado solviloj.
②Akvosolvebla malpuraĵo Akvosolvebla malpuraĵo estas solvebla en akvaj solvaĵoj, sed ne en sekaj purigadoj, estas adsorbita sur vestaĵoj en akva stato, akvo vaporiĝas post la precipitaĵo de grajnecaj solidoj, kiel neorganikaj saloj, amelo, proteino ktp.
③Oleo kaj akvo nesolvebla malpuraĵo Oleo kaj akvo nesolvebla malpuraĵo estas nek solvebla en akvo nek solvebla en seka purigado solviloj, kiel karbonigro, silikatoj de diversaj metaloj kaj oksidoj ktp.
Pro la malsama naturo de diversaj specoj de malpuraĵo, ekzistas malsamaj manieroj forigi malpuraĵon en la seka purigado.Olesolveblaj grundoj, kiel bestaj kaj vegetalaj oleoj, mineralaj oleoj kaj grasoj, estas facile solveblaj en organikaj solviloj kaj povas esti forigitaj pli facile en seka purigado.La bonega solvebleco de sekpurigaj solviloj por oleoj kaj grasoj esence venas de la van der Walls-fortoj inter molekuloj.
Por la forigo de akvosolvebla malpuraĵo kiel neorganikaj saloj, sukeroj, proteinoj kaj ŝvito, la ĝusta kvanto da akvo ankaŭ devas esti aldonita al la sekpuriga agento, alie akvosolvebla malpuraĵo estas malfacile forigi el la vestaĵo.Tamen, akvo malfacilas solvi en la seka purigado, do por pliigi la kvanton da akvo, vi ankaŭ devas aldoni surfaktantojn.La ĉeesto de akvo en la seka purigado povas hidratigi la surfacon de la malpuraĵo kaj vestaĵoj, tiel ke estas facile interagi kun la polusaj grupoj de surfaktants, kio estas favora al la adsorbado de surfaktants sur la surfaco.Krome, kiam surfaktantoj formas miĉelojn, akvosolvebla malpuraĵo kaj akvo povas esti solvigitaj en la miĉelojn.Krom pliigi la akvoenhavon de la sekpuriga solvilo, surfaktantoj ankaŭ povas ludi rolon por malhelpi la re-deponadon de malpuraĵo por plibonigi la senpoluigan efikon.
La ĉeesto de malgranda kvanto da akvo estas necesa por forigi akvosolveblan malpuraĵon, sed tro da akvo povas kaŭzi distordojn kaj sulkojn en iuj vestaĵoj, do la kvanto de akvo en la seka purigado devas esti modera.
Malpuraĵo kiu estas nek akvosolvebla nek olesolvebla, solidaj partikloj kiel cindro, koto, tero kaj karbonigro, estas ĝenerale alkroĉita al la vesto per elektrostatikaj fortoj aŭ en kombinaĵo kun oleo.En seka purigado, la fluo de solvilo, efiko povas forigi la elektrostatikan forton adsorbadon de malpuraĵo, kaj seka purigado povas solvi la oleon, tiel ke la kombinaĵo de oleo kaj malpuraĵo kaj alfiksita al la vesto de solidaj eroj for en la seka. -purigado agento, seka purigado agento en malgranda kvanto de akvo kaj surfactants, por ke tiuj el la solida malpuraĵo partikloj povas esti stabila suspendo, disperso, por malhelpi lian re-deposición al la vesto.
（5）Faktoroj influantaj lavagadon
La direkta adsorbado de surfaktants ĉe la interfaco kaj la redukto de surfaca (intervizaĝa) streĉiĝo estas la ĉefaj faktoroj en la forigo de likva aŭ solida malpuraĵo.Tamen, la lava procezo estas kompleksa kaj la lava efiko, eĉ kun la sama lesiva tipo, estas influita de multaj aliaj faktoroj.Ĉi tiuj faktoroj inkluzivas la koncentriĝon de la lesivo, la temperaturon, la naturon de la malpuraĵo, la specon de fibro kaj la strukturon de la ŝtofo.
① Surfaktantkoncentriĝo
La miceloj de surfaktantoj en solvaĵo ludas gravan rolon en la lava procezo.Kiam la koncentriĝo atingas la kritikan micelan koncentriĝon (CMC), la lava efiko akre pliiĝas.Tial, la koncentriĝo de lesivo en la solvilo devus esti pli alta ol la CMC-valoro por havi bonan lavan efikon.Tamen, kiam la koncentriĝo de surfaktant estas pli alta ol la CMC-valoro, la pliigo de lava efiko ne estas evidenta kaj ne necesas tro pliigi la koncentriĝon de surfaktant.
Kiam oni forigas oleon per solviĝo, la solviĝo-efiko pliiĝas kun kreskanta surfaktantkoncentriĝo, eĉ kiam la koncentriĝo estas super CMC.Nuntempe, estas konsilinde uzi lesivon en loka centralizita maniero.Ekzemple, se estas multe da malpuraĵo sur la manumoj kaj kolumo de vesto, tavolo de lesivo povas esti aplikita dum lavado por pliigi la solvigan efikon de la surfaktanto sur la oleo.
②La temperaturo havas tre gravan influon sur la malpuriga ago.Ĝenerale, plialtigi la temperaturon faciligas la forigon de malpuraĵo, sed foje tro alta temperaturo ankaŭ povas kaŭzi malavantaĝojn.
La pliiĝo de temperaturo faciligas la disvastigon de malpuraĵo, solida graso estas facile emulsigita ĉe temperaturoj super sia fandpunkto kaj la fibroj pliiĝas en ŝvelaĵo pro la pliiĝo de temperaturo, ĉiuj el kiuj faciligas la forigon de malpuraĵo.Tamen, por kompaktaj ŝtofoj, la mikrointerspacoj inter la fibroj estas reduktitaj kiam la fibroj disetendiĝas, kio estas damaĝa al la forigo de malpuraĵo.
Temperaturŝanĝoj ankaŭ influas la solveblecon, CMC-valoron kaj micelan grandecon de surfaktants, tiel influante la lavan efikon.La solvebleco de surfaktantoj kun longaj karbonĉenoj estas malalta ĉe malaltaj temperaturoj kaj foje la solvebleco estas eĉ pli malalta ol la CMC-valoro, do la lavtemperaturo devus esti levita taŭge.La efiko de temperaturo sur la CMC-valoro kaj micela grandeco estas malsama por jonaj kaj ne-jonaj surfaktants.Por jonaj surfaktantoj, pliiĝo de temperaturo ĝenerale pliigas la CMC-valoron kaj reduktas la micelan grandecon, kio signifas, ke la koncentriĝo de surfaktant en la lavsolvo devus esti pliigita.Por ne-jonaj surfaktantoj, pliiĝo en temperaturo kondukas al malkresko de la CMC-valoro kaj signifa pliiĝo en micela volumo, do estas klare, ke taŭga pliiĝo de temperaturo helpos la ne-jonan surfaktanton peni sian surfacaktivan efikon. .Tamen, la temperaturo ne devus superi sian nuban punkton.
Resume, la optimuma lavtemperaturo dependas de la formulo de detergento kaj de la lava objekto.Kelkaj lesivoj havas bonan lesivan efikon ĉe ĉambra temperaturo, dum aliaj havas multe malsaman detergencon inter malvarma kaj varma lavado.
③ Ŝaŭmo
Estas kutime konfuzi ŝaŭman potencon kun lava efiko, kredante, ke lesivoj kun alta ŝaŭma potenco havas bonan lavan efikon.Esploro montris, ke ne ekzistas rekta rilato inter la lava efiko kaj la kvanto de ŝaŭmo.Ekzemple, lavi per malaltaj ŝaŭmaj lesivoj estas ne malpli efika ol lavi per altaj ŝaŭmaj lesivoj.
Kvankam ŝaŭmo ne rekte rilatas al lavado, estas okazoj, kiam ĝi helpas forigi malpuraĵon, ekzemple dum lavado de teleroj mane.Dum frotado de tapiŝoj, ŝaŭmo ankaŭ povas forpreni polvon kaj aliajn solidajn malpuraĵpartiklojn, tapiŝo-malpuraĵo respondecas pri granda proporcio de polvo, do tapiŝoj purigaj agentoj devus havi certan ŝaŭman kapablon.
Ŝaŭma potenco ankaŭ estas grava por ŝampuoj, kie la fajna ŝaŭmo produktita de la likvaĵo dum ŝampuado aŭ banado lasas la hararon senton lubrikitan kaj komfortan.
④ Varioj de fibroj kaj fizikaj propraĵoj de teksaĵoj
Krom la kemia strukturo de la fibroj, kiu influas la aliĝon kaj forigon de malpuraĵo, la aspekto de la fibroj kaj la organizo de la fadeno kaj ŝtofo havas influon sur la facileco de forigo de malpuraĵo.
La skvamoj de lanfibroj kaj la kurbaj plataj rubandoj de kotonfibroj pli verŝajne amasigas malpuraĵon ol glataj fibroj.Ekzemple, karbonigro makulita sur celulozaj filmoj (viskozaj filmoj) estas facile forigebla, dum karbonigro makulita sur kotonaj ŝtofoj malfacilas forlavi.Alia ekzemplo estas ke mallong-fibraj ŝtofoj faritaj el poliestero estas pli emaj amasigi olemakulojn ol long-fibraj ŝtofoj, kaj olemakuloj sur mallonga-fibraj ŝtofoj ankaŭ estas pli malfacile forigeblaj ol oleomakuloj sur long-fibraj ŝtofoj.
Streĉite torditaj fadenoj kaj streĉaj ŝtofoj, pro la malgranda interspaco inter la fibroj, povas rezisti la invadon de malpuraĵo, sed la sama ankaŭ povas malhelpi la lavlikvaĵon ekskludi la internan malpuraĵon, do streĉaj ŝtofoj komencas rezisti malpuraĵon bone, sed unufoje makulita. lavado ankaŭ estas pli malfacila.
⑤ Malmoleco de akvo
La koncentriĝo de Ca2+, Mg2+ kaj aliaj metalaj jonoj en la akvo havas grandan influon sur la lava efiko, precipe kiam la anjonaj surfaktantoj renkontas Ca2+ kaj Mg2+-jonojn formantajn kalciajn kaj magneziajn salojn, kiuj estas malpli solveblaj kaj reduktos ĝian detergentecon.En malmola akvo, eĉ se la koncentriĝo de surfaktant estas alta, la detergenteco ankoraŭ estas multe pli malbona ol en distilado.Por ke la surfaktanto havu la plej bonan lavan efikon, la koncentriĝo de Ca2+-jonoj en la akvo devas esti reduktita al 1 x 10-6 mol/L (CaCO3 ĝis 0,1 mg/L) aŭ malpli.Ĉi tio postulas la aldonon de diversaj moligiloj al la lesivo.
Afiŝtempo: Feb-25-2022